Science重磅 | 預防人類感染致命病毒的策略有哪些？

人畜共患疾病包括由病毒、細菌、衣原體、立克次體、真菌和蠕蟲等病原體所引起的各種疾病。而蝙蝠是多種導致人畜共患病病毒的天然宿主，能夠攜帶數十種病毒。隨著人們對病毒所致人畜共患疾病的不斷深入研究，蝙蝠受到了生物醫學界越來越多的關注。

以往的研究表明，免疫特性可能是蝙蝠區別於其他動物，控制病毒的原因。多種病毒可以寄生在蝙蝠體內而不引起任何症狀，因此，如何利用該特性開發制定預防及治療人類病毒性感染疾病的策略仍是未解之謎。

近日，來自美國國家野生動物研究中心的研究人員在Science發表了一篇名為「Contextualizing bats as viral reservoirs」的文章，基於COVID-19的肆虐，蝙蝠作為多種病毒的重要宿主再次進入大眾視野，本文就蝙蝠作為病毒宿主的特異性提出了預防治療人類病毒感染疾病的研究策略。

人獸共患病是一個全球衛生難題

上世紀70 年代以來，全球範圍內的新發傳染病（emerging infectious diseases, EID）和復發傳染病（re-emerging infectious diseases, R-EID）就多達60 多種，其中半數以上是人獸共患病，即不僅僅是人類與其飼養的畜禽之間存在共患疾病，而且與野生脊椎動物之間也存在不少共患疾病，甚至後者的程度往往更加猛烈。

以往的研究利用創建的龐大資料庫,分析了動物攜帶多種病毒傳人的可能性。並識別了影響病毒能否由動物傳播給人類的重要因素，給出最有可能對人類健康構成新威脅的地理位置，以及哺乳動物物種的圖譜。科學家們發現，人獸共患病毒從宿主物種傳播到人類的風險，隨著動物與人類的親緣關係、與人接觸的機會和病毒性狀的不同而有所不同。其中，蝙蝠攜帶的人畜共患病毒最多，其次是靈長類動物和嚙齒類動物。

值得注意的是，近年來世界上爆發了幾次比較嚴重的病毒性感染疾病，包括SARS病毒、MERS病毒、Ebola(伊波拉)病毒、Marburg（馬爾堡）病毒以及新出現的SARS-CoV-2，這些病毒的起源都與蝙蝠密切相關。

蝙蝠如何攜帶大量致命病毒

為什麼蝙蝠可以攜帶如此多的致命病毒？科學研究表明，這絕非偶然！2020年2月3日， eLife雜誌發表的一篇名為：Accelerated viral dynamics in bat cell lines, with implications for zoonotic emergence的研究論文。研究人員將蝙蝠細胞進行體外培養後發現，它們能夠產生強烈的抗病毒免疫反應，病毒也會因此變得具有更強的毒性。也就是說，蝙蝠體內強大的免疫系統增強了病毒的毒性，使得它們對於人類而言更加致命！

該研究表明，當病毒感染蝙蝠時，蝙蝠會產生強烈的免疫反應。然而，這些免疫反應竟可以誘導病毒更快地自我複製。這一特性使蝙蝠自身成為了一個能快速繁殖病毒的儲存庫，而當蝙蝠體內的病毒進入其他哺乳動物（如人類）體內時，就會變得更加致命！

此外，除了可以抵禦病毒之外，蝙蝠免疫系統的另一個關鍵是觸發被稱為「幹擾素-α」的信號分子，從而減輕與抗病毒免疫反應有關的炎症。有科學假想提出，蝙蝠在進化過程中可能通過抑制DNA損傷引起的腫瘤和炎症延長壽命，提高繁殖能力。這也可能解釋為什麼蝙蝠可以抑制部分病毒誘導的炎症反應，即表現為亞臨床感染，但這些病毒在寄生人體內時卻表現出炎症免疫反應。

在進化過程中，蝙蝠有限的炎症反應，加上高種群密度和某些物種群居的特性可能促進病毒傳播，而病毒可能會選擇在缺乏類似防禦的宿主中寄生而導致嚴重疾病。

如何將蝙蝠免疫學特徵轉化為人類抗病毒的新策略？

看到這裡，相信很多讀者都會迸發出一個想法，即然蝙蝠擁有如此強大的免疫學特徵，是否可將其轉化為人類抗病毒的新策略呢？

在上述的Science文章中，研究者就提到將對生物醫學、種群和生態系統規模的人畜共患過程的理解整合起來，可通過減少病毒在蝙蝠宿主中的傳播，預防人畜共患的出現。提示綜合性研究在抵禦病毒感染性疾病時的重要性。

一項對2805個宿主-病毒相互作用的Meta分析顯示，蝙蝠比其他哺乳動物更容易感染會感染人類的病毒。

研究者們發現蝙蝠免疫系統的特性可能改變病毒相互作用，基因組測序技術的興起為蝙蝠免疫的進化起源提供了重要的系統發育背景，同時促進了不同物種間的比較。研究者認為通過對不同的抗病毒特性研究，可能促進新方法的產生，從而預防和治療人畜共患病。

不同的蝙蝠免疫系統可能反映了蝙蝠對病毒組合和環境條件的生物地理變異的不同反應。確定蝙蝠的內在特徵和外在因素如何相互作用來控制病毒傳播、人畜共患的出現，以及確定生態進化的決定因素和抗病毒防禦的範圍可能有助於確定未報導的人獸共患病的宿主。

人畜共患病概述圖

此外研究者還強調，對蝙蝠基因組學和免疫的了解為利用CRISPR等基因編輯技術來設計野生蝙蝠的病毒抗性打開了大門。自然緩慢的人口更替將有助於維持疫苗誘導的群體免疫水平，從而減少幹預的頻率。但是，這種具有潛在變革性的戰略需要對其有效性、安全性和生態影響進行嚴格調查，並需要克服社會接受的障礙。